كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية
كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية؟ الجاذبية هي القوة المسؤولة عن حركة جميع الأشياء على سطح الأرض؟ وسوف نتناول خلال هذا المقال كل شيء عن الجابية بالتفصيل، فابقوا معنا.
محتويات المقال
[ عرض ]
الجاذبية
تعني الجاذبية اتجاه الكتل والأجسام للانجذاب في اتجاه بعضها البعض، فالوزن هو القوة التي تصنعها الجاذبية.
اكتشفها العالم إسحاق نيوتن وقد غيرها العالم أينشتاين فيما بعد وقد أطلق عليها النظرية النسبية بعد التعديل فيها.
شاهد أيضا: قصة اكتشاف الجاذبية الأرضية وقوانينها
إسحاق نيوتن
- هو عالم إنجليزي ولد في إنجلترا في شهر 11 سنة1642 وتوفي في شهر مارس سنة 1727في مدينة لندن مدينة الضباب، عن عمر يناهز 85سنة.
- وهو عالم فيزياء وزيادة على ذلك رياضيات أيضًا، وهو من أشهر علماء القرن 17.
- اكتشف تكوين الضوء الأبيض من خلال دمج الألوان في علم البصريات.
- وبالإضافة على ذلك هو أول من وضع أساسيات البصريات للفيزياء الحديثة.
- وضع قوانين الحركة الثلاثة في علم الميكانيكا، وزيادة على ذلك وضع مبادئ الفيزياء الحديثة التي نتج عنها صياغة قانون الجاذبية الأرضية.
- في علم الرياضيات اكتشف العالم إسحاق نيوتن علم التفاضل وكذلك التكامل، ومن أشهر كتبه (الأصول الرياضية للفلسفة الرياضية).
- وهو من أهم أعماله الفردية عام 1687م، ويوجد الكثير من الكتب التي ألفها سواء كانت فردية أو مع علماء آخرين.
كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية؟
- بعد أن تعرفنا على الجاذبية، والعالم إسحاق نيوتن، هيا بنا نتعرف سويًا على كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية.
- بينما كان يجلس العالم الفيزيائي إسحاق نيوتن تحت أشجار التفاح، وفجأة سقطت فوق رأسه بشكل مباشر تفاحة.
- وبعدها ظل يفكر في سبب سقوط التفاحة فوق رأسه بشكل عمودي ولماذا لم تسقط لأعلى أو لأسفل أو تطير في الهواء.
- وظل يفكر في الأمر فترة طويلة وبعدها وضع قانون الجاذبية الذي يدل على أن الجاذبية هي المسؤولة عن سقوط التفاحة.
- في اتجاه عمودي على سطح الأرض، وليس لأعلى أو لأسفل أو أن تطير في الهواء.
قانون الجاذبية لنيوتن
- كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية؟ من قوانين الفيزياء البسيطة.
- وينص على أن أي جسمين يوجد بينهما قوة جذب، وتلك القوة تتناسب بشكل طردي مع الكتل.
- وفي نفس الوقت تتناسب بشكل عكسي مع مربع المسافة بينهما.
- قانون الجاذبة لنيوتن يُطلق عليه قانون التربيع العكسي أيضا وتلك التسمية نتجت عن القوة التي تنشأ بين أي جسمين تفصل بين مركزي الجسمين.
نص قانون جاذبية الكرة الأرضية لنيوتن
- وضع إسحاق نيوتن نظرية الكرة الأرضية في القرن 17 في نهاية الثمانيات.
- حيث قال إن الجاذبية الأرضية هي قوة يمكن التنبؤ بها، وهي تؤثر على جميع المواد في الكون وتعمل القوة من خلال المسافة والكتلة.
- تنص النظرية على أن كل جسيم من جسيمات المادة يقوم بجذب الجزيئات الأخرى بقوة تناسب بشكل عكسي مع مربع المسافة بينهما.
- وفي نفس الوقت تتناسب بشكل طردي مع ناتج الكتلة.
صياغة القانون بشكل رياضي
قوة الجذب = ثابت الجاذبية (كتلة الجسم الأول × كتلة الجسم الثاني) ÷ مربع المسافة بين الجسمين.
تطبيقات على قانون الجاذبية الأرضية لنيوتن
- كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية؟ قانون الجاذبية لنيوتن ينطبق على جميع الأجسام الموجودة على كوكب الأرض.
- سواء كانت هذه الأجسام تقع على مسافات كبيرة مثل الأجرام السماوية كالأرض والشمس وبالإضافة لذلك القمر.
- ينطبق قانون نيوتن للجاذبية أيضًا على المسافات القصيرة مثل المسافة التي تقع بين التفاحة والأرض.
- ولكن لا ينطبق قانون الجاذبية على الأجسام التي تفصل بينها مسافة 10 متر.
إطلاق الأقمار الصناعية الحديثة
- من تطبيقات قانون الجاذبية الأرضية أو قانون الجذب العام هو إطلاق الأقمار الصناعية الحديثة التي تدور حول الأرض في مسارات دائرية.
- وفي نفس الوقت تبقى ثابتة في مساراتها.
- يعد إطلاق الأقمار الصناعية الحديثة دليل قوي على صحة قانون الجذب العام.
ظاهرتي خسوف القمر وكسوف الشمس
من أشهر التطبيقات التي طبقها العلماء باستخدام قانون الجاذبية الأرضية لنيوتن، يعد ذلك من أقوى الأدلة على صحة نظرية نيوتن للجاذبية.
للتعرف على المزيد: بحث عن قوانين نيوتن وأهم إنجازاته مختصر
الجاذبية الأرضية
- توضح قوانين نيوتن أن الأجسام الساكنة ستظل في حالة سكون بدون أن تتحرك.
- وفي نفس الوقت الأجسام المتحركة ستتحرك في اتجاه عمودي وعلى خط مستقيم بفعل الجاذبية الأرضية.
- تتحرك الكواكب في شكل بيضاوي وليس في خطوط مستقيمة، ولذلك لابد أن تتوافر قوة تؤثر على مسار الكواكب، وقد وضحها نيوتن أن تلك القوة هي الجاذبية الأرضية.
الجاذبية في النواة
يوجد3 قوى جذب تعمل على جعل الذرة متماسكة، وتتمثل تلك القوي فيما يلي:
القوة المغناطيسية
- مسؤولة عن تجاذب الجسيمات ذات الشحنة الموجبة مع الجسيمات ذات الشحنة السالبة.
- بحيث تتجاذب الإلكترونات سالبة الشحنة مع البروتونات موجبة الشحنة، وينتج عن ذلك دوران الإلكترونات حول النواة في مدار ثابت.
القوة النووية القوية
- البروتونات ذات الشحنة الموجبة توجد بداخل نواة الذرة، ووفقًا للقوة المغناطيسية لابد أن تتنافر هذه الجسيمات.
- تعمل القوة النووية القوية على حماية النواة من الانفجار الذي يمكن أن يحدث بداخلها، وذلك نتيجة لوجود البروتونات ذات الشحنة السالبة بداخل مركز النواة.
- القوة النووية القوية، وبالإضافة لذلك القوة المغناطيسية تعملان على تماسك جميع جزيئات الذرة في النواة.
القوة النووية الضعيفة
- تعمل القوة النووية الضعيفة على تماسك جميع جزيئات الذرة مع بعضها بداخل النواة.
- وهي أضعف أنواع القوة في النواة التي تحافظ على تماسك جزيئات الذرة، وزيادة على ذلك تعمل على جذب الجسيمات في اتجاه بعضها البعض.
الظواهر التي يفسرها قانون الجاذبية
يقوم قانون الجاذبية بتفسير الجم من الظواهر، وتتمثل تلك الظواهر فيما يلي:
- ظاهرة سقوط الكرة مرة أخرى بعد رميها في الهواء الطلق.
- أيضا ظاهرة سقوط التفاحة لأسفل بدلًا من طيرانها في الهواء أو ارتفاعها لأعلى.
- ظاهرة مشي الإنسان على الأرض بدون أن يطير في الهواء.
- هبوط السيارة بسرعة من على جبل بدون الضغط على الفرامل أو بدون تشغيل السيارة.
- سقوط قلم أو أي شيء على الأرض.
- ظاهرة تواجد المشروبات والمياه في أسفل الكوب، وليس في أعلى الكوب.
- هبوط صخرة بسرعة من أعلى الجبل بمفردها وبدون أن يدفعها أحد.
- رجوع الورقة للأرض مرة أخرى بعد صعودها في الهواء.
- ظاهرة رجوع منطاد الهيليوم بعد طيرانه في السماء.
قوانين نيوتن في الحركة
يوجد 3 قوانين للحركة وضعها العالم الإنجليزي إسحاق نيوتن، وتتمثل تلك القوانين فيما يلي:
القانون الأول
- (أن الجسم الساكن يبقى ساكنًا، والجسم المتحرك يبقى متحركًا في نفس السرعة وبنفس الاتجاه، ما لم تؤثر عليه قوة خارجية تؤدي إلى تغيير حالته)
- يوضح هذا القانون أن الأجسام لا تتحرك من تلقاء نفسها، ولكن لابد من وجود قوة خارجية تؤثر عليها حتى تتحرك.
أمثلة حياتية على القانون الأول
- تبقى الكرة تتحرك في مكانها ولا تتوقف طالما لم يؤثر عليها قوة خارجية توقفها، وفي العادة تتوقف الكرة على السطح الخشن بسرعة عن السطح الناعم.
- عند إلقاء الحجر على الأرض فإنه يبقى ساكن ما دام لم تؤثر عليه قوة خارجية تغير حالة السكون.
القانون الثاني
- (عندما تؤثر قوة على جسم ما، فإن هذه القوة تُكسب الجسم تسارعًا، حيث يتناسب هذا التسارع تناسبًا طرديًا مع القوة المؤثرة، وتناسبًا عكسيًا مع كتلة هذا الجسم)
- هذا القانون يوضح أن سرعة الجسم حتى تزداد فإنها تحتاج إلى قوة محصلة بالإضافة لكتلة الجسم.
أمثلة حياتية على القانون الثاني
- الشخص النحيف يمشي بسرعة كبيرة جدًا عن الشخص ذو الوزن الزائد.
- السيارة كبيرة الحجم تحتاج لقوة كبيرة حتى تتحرك من مكانها، على عكس السيارة الصغيرة فهي تحتاج لقوة صغيرة.
القانون الثالث
- (لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار، ومعاكس له في الاتجاه).
- هذا القانون من أكثر القوانين التي يتم استخدامها في مختلف مجالات الحياة.
- ويوضح أن القوى تحدث بشكل مزدوج وليس بشكل فردي، حيث أن قوة الجسم لديه قوة مساوية له في المقدار، وفي نفس الوقت معاكسه له في الاتجاه.
أمثلة حياتية على القانون الثالث
- عند سحب الشريط المطاطي فانه يعود بسرعة بنفس القوة التي تم سحبه بها، ولكن في عكس الاتجاه.
- الطائر المحلق في السماء يقوم بدفع الهواء بجناحيه اتجاه الخلف، ويقوم الهواء بدفعه بنفس القوة، ولكن في عكس الاتجاه الذي يطير فيه.
نرشح لك أيضا: آثار انعدام الجاذبية عند سقوط الأجسام إلى الأسفل؟
وفي النهاية الجاذبية الأرضية هي التي تتحكم في سقوط الأشياء، وقد تناولنا سويًا كيف اكتشف نيوتن قانون الجاذبية، وكل شيء بالتفصيل عن الجاذبية، نرجو أن يكون المقال نال إعجابكم، ونرجو مشاركته لتعم الفائدة.